EW10J4发动机总体毕业论文 第10页

2.3  EW10J4发动机的动力计算

2.3.1曲轴连杆机构（简称机构）中的作用力

作用于机构中的力主要分为气缸内的燃气压Pg（简称气压力），机构质量惯性力。

2.3.1.1机构惯性力（分为往复惯性力Pj和旋转惯性力（离心力）Kr）

   根据内燃机的主要参数及用途，经过热力循环计算，绘制Pg=f(V)示功图，再转化为P=f(X)示功图（V为气缸容积（升），X为活塞位移）

机构运动质量换算

由于机构质量很复杂，为了便于计算一般将机构分我诶两质量系统如图2-1所示：

往复质量

旋转质量

    式中： 活塞组件质量           为连杆组件小头质量                         

           为连杆组件大头质量    为一个曲拐质量                                 

在高速内燃机中：                                                             

式中： 为连杆组件的质量

在并列连杆的双列式发动机中：

由于该发动机的标定转速n=2500r/min

则在高速机中选 =0.25  =0.25×16=4     =0.7  =0.7×10=7

   计算成型产品曲柄连杆机构主要元件重量可用称重法确定，而新设计产品时可用统计值确定。如表2-1所示：

表2-1

2.3.1.2机构惯性力的计算

式中：    分别是单位活塞面积（ ）的往复质量和旋转质量（ ）

为曲柄旋转半径； 为曲柄旋转角度； 为连杆比。

2.3.1.3往复惯性力Pj的图解法

作图方法如图所示，在横轴上去AB=ks=2kr（k为比例常数，S为活塞的行程），要注意的是k应与Pg=f(X)图比例尺相同，A点为活塞上止点，由A点垂直向下画 =8000KPa,由B点垂直向上画 =4600 KPa，连接CD交于AB于E点，由E点垂直向上画 =5300 KPa，连接CF、FD，并把它们等分为份数相同的若干份，由C点向F编号1.2.3.4.5.6.7，连接11.22.33.44.55.66.77等，作此直线的包络线就是所要求的Pj=f(X),很显然等分越多，所作的曲线就于精确。在此设计中为里计算简化和方便取了6个点，把直线7等分。

2.3.2  绘制合成力P=f(a)曲线图

绘制方法如图2-2所示，按相同的比例尺k绘制P=f(a)及P=f(X)图，两图要上下垂直布置，活塞上下止点位置相同，即均在左右两垂线上。在该两图中间以上下止点的距离KS=2kr为直径画半圆，再将其圆心O向下止点方向移到O’，并使00’=λｒ/2,再以O’为曲柄旋转中心，即可利用位移图解法将Pj=f(X)图转化为Pg=f(a)图，再用矢量合成法绘制P=f(a)图

2.3.3 绘制PN=f(a),PL=f(a),t=f(a),k=f(a)图

由图2-3中的P=f(a)曲线，一直a值（曲轴转角）便可查出P力的大小及正负值，再用转缸法画图示。就是以曲柄OB垂直不动，活塞销A以曲柄销中心B为圆心，以连杆

长L为半径，逆时针转动，再以曲轴中心为圆心，以曲柄半径r画圆，将曲柄每隔△а角度（这里取30度）取一点，图中点划线所示为气缸轴线，再有图2-3中每已知一个P力，就会分解出一组PN=f(a),PL=f(a),t=f(a),k=f(a)图的曲轴线图。

机构作用力正负方向的规定：

P力是正值时是沿气缸轴线（电划线）指向曲轴中心O（向心），是负值时沿气缸轴线指向外（离心）。由P力分解为侧向力PN及连杆力PL，PN力垂直气缸轴线，逆时针指向为正值，顺时针为负值。再将PL力分解为切向力t及径向力k，t垂直曲柄OB，指向右为正，指向左为负；k为沿曲柄轴线OB方向，使曲柄受压为正，受拉为负。

在动力计算中PN,PL,t,k等力均是单位活塞面积的力，并采用国际单位制。

2.3.4  绘制主轴颈和曲柄销的积累扭矩图

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